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Diseñé una parte que requiere que una tuerca de latón esté firmemente incrustada en una carcasa de nylon. Seleccioné cuidadosamente latón y nylon, y sentí que los materiales mismos estaban bien. ¿Pero lo sabías? Si el material del molde utilizado para hacer que esté mal, todo el proyecto aún puede fallar.

Por eso nosotrosConfíe en el proceso de moldeo de inserto para hacer piezas complejas y duraderasa diario. En pocas palabras, es colocar los insertos de piezas metálicas u otros materiales por adelantado, y luego cubrirlo directamente con plástico durante el moldeo por inyección para formar un todo inseparable.

Los beneficios de hacer esto: el metal y el plástico están realmente integrados, lo que evita fundamentalmente el riesgo de aflojar o caerse del inserto. Las piezas son más fuertes, el tamaño es más preciso y el espacio de diseño es más grande. Especialmente para lugares clave como componentes centrales automotrices o equipos médicos, la confiabilidad de este moldeo de una pieza es un requisito difícil.

La clave para el éxito o el fracaso de este proceso es la selección del material correcto. Una parte de moldeo de inserto verdaderamente perfecta proviene de la simbiosis armoniosa de los tres materiales de inserto, plástico y moho.

Tabla de referencia rápida para respuestas principales:

Categoría de material	Rol central	Elecciones comunes
El inserto	Proporcione funciones clave como fuerza, conductividad, roscado y sellado.	Latón, acero inoxidable, aluminio, cerámica.
El plástico	Proporcione forma, aislamiento, liviano y apariencia.	ABS, Nylon (PA), PC, Peek (alto rendimiento).
El molde	Extraiga la alta temperatura y la alta presión durante el proceso de moldeo por inyección, dando forma con precisión a la forma de la parte final.	P20 acero endurecido precedido, acero apagado H13.

En este artículo, nos centraremos en la selección de estos tres materiales clave:

• Exploraremos en profundidad, ¿qué es exactamente un inserto?
• Comparta sugerencias prácticas para la selección de materiales para el moldeo de inserto.
• Y finalmente revelar una pregunta profesional: ¿qué materiales se utilizan para hacer la cavidad y el núcleo de la cavidad/núcleo del moho?

¿Por qué vale esta guía su referencia? Compromiso de JS Material Science and Mold Experts

En JS, tratamos con materiales todos los días, especialmenteLos tres mosqueteros clave en el proceso de moldeo de inserción, insertos, plásticos y acero de molde.

• Esto no es solo hablar. Hemos experimentado personalmente, por ejemplo, el difícil problema de agrietarse del producto terminado debido a la falta de coincidencia entre la expansión térmica y la contracción del inserto y el plástico, que finalmente se resolvió ajustando la combinación de material.
• También hemos ayudado a los clientes a extender la vida útil de los moldes de inyección de inserto en casi un tercio seleccionando acero de molde de alta resistencia específico.

Sabemos lo importante que es la conductividad y el procesamiento fácil del latón, y también hemos descubierto cómo los plásticos de alto rendimiento comoEl vistazo puede adherirse al acero inoxidable a altas temperaturas. Más importante aún, entendemos cómo decidir si usar el moho de acero P20 rentable o el moho de acero H13 más duradero pero más costoso en función de si el proyecto es una prueba a corto plazo o una producción en masa a largo plazo. Estas decisiones afectan directamente la calidad final de la pieza y su costo de producción.

"Estas experiencias prácticas no son palabras vacías. Como los predecesores en la industria a menudo dicen: el molde es el socio silencioso del proceso de moldeo por inyección. Si lo elige mal, incluso el mejor diseño puede quedarse corto".

Esta guía se resume en base a estas experiencias reales de proyectos. Esperamos ayudarlo a evitar las dificultades que hemos pisado y tomar decisiones más confiables.

Parte 1: Insertar material: el núcleo funcional de la pieza

El inserto es la parte del núcleo que se coloca previamente cuando realizamos molduras de inserción de plástico.Determina la función más crítica de la parte final, ¿es conductivo, con fuerza o sellado? Lo que el inserto para elegir depende de qué función desea que logre la pieza al final.

Insertos de metal: la fuerza principal de los materiales de procesamiento

• Brass: este es el que usamos con más frecuencia. Tiene buena conductividad, no es fácil de oxidar, es fácil de procesar (fácil de girar y perforar) y puede igualar varios plásticos. Entonces para los contactos queNecesita ser conductores o insertos roscados como tuercas y pernos, elegir latón es básicamente una buena opción.
• Acero inoxidable: cuando las piezas necesitan resistir la fuerza y ​​la fuerte corrosión, o necesitan contactar directamente al cuerpo humano, o incluso tratar con entornos al aire libre duros (como componentes clave en soluciones de moldeo de inserción de RV), el acero inoxidable es nuestra primera opción. Es bastante difícil, lo suficientemente duradero y lo suficientemente limpio.
• Aluminio: si la pieza debe ser ligera y el calor debe disiparse rápidamente, el aluminio es muy adecuado. Debido a su peso ligero, también realiza calor rápidamente, pero, por supuesto, es más débil que el acero en resistencia.
• Acero al carbono: el más duro y económico. Pero hay un defecto: le encanta oxidar. Entonces cuando se usa,Debe estar equipado con protección contra electroplacas o recubrimiento antes del procesamiento adicional.

Insertos no metálicos: expertos en el tratamiento de problemas únicos

• Cerámica: Use donde se requiere aislamiento, ninguna electricidad puede filtrarse, o es particularmente resistente al desgaste. Por ejemplo, piezas electrónicas de alguna alta precisión o sellos resistentes al desgaste.
• Otros plásticos/polímeros: a veces tenemos que crear plástico con envoltura de plástico. Por ejemplo, inicialmente cree un componente de plástico rígido y luego cúbralo con una capa de pegamento suave (como la capa de mango anti-deslizante), luego el componente de plástico duro interno se convierte en un inserto. Es bastante común para el moldeo por inyección de dos colores o la combinación de pegamento suave y duro.
• Tableros de circuito (PCB): es demasiado amplio en el campo Electrónico. Es para usar directamente toda la placa de circuito como un inserto, colocarla en el molde y encapsularlo con plástico para crear la carcasa. Se puede hacer en un solo paso, simple y confiable.

Para ser honesto, las piezas pequeñas centrales del molde no se pueden hacer al sentirse. A partir de los datos de mi proyecto, el latón es el más utilizado, que representa del 60% al 70%, que es el más utilizado.En la industria médica o en entornos particularmente exigentesEl acero inoxidable se convierte en el protagonista, que representa alrededor del 20%. En cuanto al aluminio y la cerámica, aunque se usan menos, se usan en lugares donde las piezas deben ser particularmente ligeras o aisladas.

"Si tiene este tipo de proyecto de moldeo de inserción, veamos los dibujos juntos y discutamos cuál es el problema principal de esta parte para resolver, para que podamos decidir qué material es más adecuado. En JS, nuestro equipo piensa en la coincidencia y la aplicación de estos materiales todos los días".

Parte 2: Materiales plásticos: forma de pieza y capa protectora

El plástico encapsulante (resina encapsulante) que rodea el inserto tiene un doble papel que desempeñar:Debe poder pasar la prueba de alta temperatura y alta presión del proceso de moldeo de inyección,Y también debe contribuir a hacer que la parte sea fuerte, duradera y, en última instancia, funcionar según sea necesario. Los ingenieros de JS usamos estos materiales todos los días. La clave para elegir el plástico adecuado es tener en cuenta la coincidencia de inserción, la función de pieza y el control de costos.

Los plásticos de ingeniería clave que encuentran aplicaciones en la vida cotidiana son los siguientes:

• ABS: ¡Su fuerza general es bastante buena! Tiene una buena resistencia al impacto, y la superficie de los productos producidos por él se ve bien. Lo más importante es que el precio es relativamente bajo y es particularmente libre de preocupaciones. Por lo tanto, nos gustaría aplicarlo en el proceso de fabricación de carcasas electrónicas de consumo, manijas de herramientas, etc. y también funciona bastante bien con insertos de metal como latón.
• Nylon (PA): la propiedad más notable es que es resistente al desgaste, fuerte y también resistente a la corrosión por varios productos químicos. Es extremadamente difícil y es menos probable que se rompa o se rompa fácilmente.Es extremadamente adecuado para fabricación de engranajes, rodamientos o ciertas piezas estructurales.que debe soportar la fuerza. Los materiales de nylon constituyen una porción sustancial, cerca del 30%, en nuestro negocio de creación de insertos.
• Policarbonato (PC): ¡el "campeón" de los plásticos transparentes! La transparencia, la fuerza y ​​la dureza son altas. Por lo tanto, es el mejor material para ver ventanas o carcasas protectoras que requieren transparencia además de alta resistencia. Es, por otro lado, bastante exigente cuando se trata del tratamiento superficial del inserto y todo el proceso de moldeo por inyección, que requiere atención especial.

Tipo de plástico	Cuota de mercado global	Temperatura de distorsión de calor
Abdominales	25%	90 ° C
Nylon (PA)	30%	80 ° C
Policarbonato (PC)	20%	130 ° C
OJEADA	<5%	260 ° C
Ultem (PEI)	8%	200 ° C
TPE/TPU	12%	90 ° C

Nota: Los datos se integran a partir de informes de la industria internacional, y la participación de mercado refleja la cuota de mercado global de los plásticos de moldeo de inserción en 2022-2023. La temperatura de deformación de calor es un valor típico basado en el estándar ISO 75.

Plásticos de ingeniería de alto rendimiento

• Peek: puede soportar altas temperaturas de alrededor de 300 grados, los productos químicos no lo afectan y sus propiedades mecánicas son muy altas. A pesar de que el costo es bastante alto, no se puede sustituir en campos como implantes aeroespaciales y médicos.
• Ultem (PEI): tiene un rendimiento relativamente comparable para mirar, resistente al calor y dimensionalmente estable, procesable un poco más fácilmente, y el costo es un poco más bajo. Se usan ampliamente en piezas de esterilización médica y conectores electrónicos que operan a altas temperaturas.

Materiales de elastómero (TPE/TPU):

Elastómeros termoplásticos (TPE/TPU): este compuesto proporciona un toque suave y la elasticidad, y generalmente se utiliza en productos como sellos y manijas.Mientras que más común en el sobremoldeo, también puede producir excelentes efectos de recubrimiento de superficie en el moldeo de inserto.

"En la inyección de moldeo por inserción, el nylon y el policarbonato representan el 70%de nuestras aplicaciones (el 30%de nylon representa el 30%), los cuales proporcionan dureza, resistencia al desgaste y transparencia. Aunque Peek/Ultem representa menos del 5%, es el salvador de los entornos extremos como las Aeropacias y la medicina. Para informar la resistencia a la temperatura, la resistencia y los requisitos del presupuesto.

Parte 3: Materiales de moho: la base de moldear todo

Usted preguntó qué materiales se usan generalmente para cavidades e insertos de núcleo. ¡Esta es una muy buena pregunta! Debido a que el material que elija está directamente relacionado con cuánto tiempo se puede usar el molde, el costo de producción y la calidad del producto final. Al final, el material que elija todavía depende de las necesidades específicas del proyecto en cuestión:

Acero precardado: una elección confiable y económica

Grado representativo: P20 (como 1.2738 / p20+Ni).

¿Por qué es la fuerza principal?

Este es nuestro material más utilizado, especialmente en proyectos de volumen medio con una producción estimada de 50,000 a 500,000 mohos. La ventaja de P20 es que ha logrado un muy buen equilibrio entre la fuerza, el rendimiento del procesamiento (fácil corte) y el costo.

Tiene la dureza requerida (aproximadamente HRC 30-36) cuando deja la fábrica, eliminando el proceso de tratamiento térmico posterior, acortando en gran medida el ciclo de fabricación de moho y reduciendo los costos.

Para el moldeo de la mayoría de los plásticos generales (como PP, ABS, PS, PE, etc.), la resistencia al desgaste del P20 y la dureza son totalmente suficientes. Se puede decir que es la opción predeterminada cuando diseñamos moldes estándar.

Acero endurecido: durabilidad final

Grados representativos: H13 (acero para el trabajo en caliente, como 1.2344), acero inoxidable S136 / 420 (como 1.2083 / stavax)

¿Por qué lo necesitas?

Cuando el proyecto requiere una vida útil de moho de más de 1 millón de mohos, o el plástico utilizado es altamente abrasivo, el producto tiene un requisito de brillo de superficie extremadamente alto que debe usarse en un entorno corrosivo, el acero pre-endurecido P20 no es muy adecuado.

• H13: Después de enfriar + templado, la dureza puede alcanzar HRC 48-52, y la resistencia al desgaste y la alta resistencia al impacto son extremadamente excelentes. Es la primera opción para plásticos altamente abrasivos y producción en masa. Pero es más difícil de procesar y el costo es más alto.
• Acero inoxidable S136 / 420: además de la dureza y la resistencia al desgaste, su mayor ventaja es la resistencia al óxido. Al hacer mohos para dispositivos médicos o cuando el entorno de producción es húmedo, el acero ordinario es propenso a oxidarse y afecta la calidad de la superficie del producto. S136 resuelve perfectamente este problema. Por supuesto, la dificultad de costo y procesamiento también es correspondientemente mayor.

Aleación de aluminio: una respuesta rápida y prototipo

Grado representativo: 7075-T651 (aluminio aeroespacial)

La mayor ventaja de la aleación de aluminio es su velocidad de procesamiento extremadamente rápida, que puede acortar significativamente el ciclo de fabricación de moho (a veces en más del 70%), y el costo es mucho más bajo que el acero. Aleaciones de aluminio de alta resistencia como7075-T651 son suficientes para satisfacer las necesidades de la pequeña escalaProducción de prueba o verificación de prototipo.

¿Dónde se usa?

Para la prueba (verificación de prototipos) o producción a pequeña escala (generalmente menos de 10,000 mohos). Si tiene prisa por ver lo real, o solo necesita unos pocos miles de piezas, usar moldes de aluminio es el más rápido y rentable. ¡Pero! No es resistente al desgaste y tiene una vida corta. Para plásticos ligeramente abrasivos o requisitos de producción ligeramente más altos, la precisión dimensional y la calidad de la superficie se reducen.

"En los moldes de moldeo de inserción, las insertos de cavidad y núcleo son los componentes centrales que resisten la alta presión y la alta temperatura, y los aceros especiales de moldes, como H13 (acero de trabajo en caliente) o P20 (acero pre-endurecido) deben usarse. Si no está seguro de qué material es más adecuado, no sean libres de hablar con nosotros. Como soluciones de moldeo de inserto profesional!

Preguntas frecuentes: responda todas sus preguntas sobre la selección de materiales

Pregunta 1: Insertar molduras versus sobremoldeos: ¿Cuál es la diferencia en la selección de materiales?

La diferencia central es las diferentes cosas que se están cubriendo. ​​

• Moldeo de inserción: la parte que se inserta, lo llamamos un inserto, generalmente una parte de metal o cerámica. En este momento, lo que más nos preocupa es que cuando la parte se somete a cambios de calor y frío, el inserto de metal/cerámica y el plástico inyectado más tarde tienen grados muy diferentes de expansión térmica y contracción. Si el diseño no es bueno, la articulación puede aflojarse o agrietarse. Por lo tanto, al diseñar el inserto, debe usar una estructura de barbilla, orificio o ranura para que el plástico posterior realmente pueda sostenerlo.
• Overmolding: también se puede llamar moldeo de inyección secundaria. Aquí, la mayor diferencia entre el sobremoldeo y el moldeo de inserto es que el objeto que se cubre suele ser otra parte de plástico prefabricada (sustrato). En este momento, lo más crítico es elegir los materiales para ver si los dos plásticos coinciden. ¿Pueden mantenerse unidos? ¿Se separarán? ¿Se debilitarán con el tiempo? Estos deben ser evaluados. Por ejemplo, en un mango de goma suave, el plástico duro en el interior es a menudo ABS o PC, y el recubrimiento externo elegirá materiales como TPE o TPU que están firmemente unidos.

Pregunta 2: ¿Cómo debo elegir materiales para mi proyecto de moldeo de inserto?

Ahora, permítame responderle la clave para la selección de materiales para el moldeo de inserción, que es la base en nuestra guía de diseño de moldeo de inserción:

• Primero, tenemos que averiguar cuál es el papel del inserto? ¿Es para transmitir la electricidad, la fuerza del oso, ser usado como orificio de tornillo o algo más? Esto determina directamente si elige metales como cobre, acero, acero inoxidable u otros insertos especiales.
• Luego, el entorno operativo de la pieza es muy importante. ¿Estará expuesto a productos químicos, altas temperaturas continuas o requerirá biocompatibilidad de grado médico? Estas condiciones limitarán la elección de plásticos e insertos, como PPS resistentes a los químicos o un vistazo de grado médico.
• Nunca ignore la salida. Esto determina la inversión en el acero de molde. Es más rentable usar acero H13 para proyectos de alto volumen y alta precisión, y es más práctico usar el acero P20 para la producción de prueba a pequeña escala.

Pregunta 3: ¿Qué material se usa en el moldeo?

El término "material de moldeo" está un poco poco claro. La clave depende de lo que quise específicamente:

• Si está preguntando sobre la parte de plástico moldeado final en sí: hay muchas opciones. Se puede decir que hay docenas o cientos de plásticos comunes que pueden usarse. La elección específica depende del propósito del producto, la resistencia requerida, la resistencia al calor, los requisitos de apariencia, etc. ABS, PP, PC son tipos de muy comúnmente utilizados.
• Pero si está preguntando sobre el molde en sí utilizado para hacer piezas de plástico: el material es completamente diferente. Principalmente usamos acero de alta resistencia muy duro y resistente al desgaste (como el acero de molde tratado con calor como P20 y H13) para hacer mohos, para que puedan soportar la alta presión, la alta temperatura y el desgaste repetido del proceso de moldeo por inyección.

Resumen

Para insertar molduras, conozco una clave: si quieres hacerlo bien, ¡el material correcto es la base! Esto no es tan simple como comprender los requisitos de las partes. La clave es que debe predecir completamente: ¿qué tipo de interacción ocurrirá entre el plástico, el inserto y el moho? Solo porElegir la combinación de material correcta¿Se puede convertir con éxito su diseño en un producto estable y confiable? Este paso de toma de decisiones es realmente importante.

¡No dudes, toma medidas!

¿Todavía está preocupado por cómo combinar firmemente el metal y el plástico, pero tiene miedo de los problemas de ensamblaje? ¡No dejes que la selección de material compleja contenga el proyecto!

¡El equipo de JS hace esto!Tenemos mucha experiencia en propiedades de materiales y diseño de moho, y nos especializamos en resolver tales problemas.

¡Simplemente arroje sus dibujos de diseño, ideas o muestras!Contáctenos para hablar sobre los desafíos que enfrenta.

Prometemos: después de recibir su información, evaluaré cuidadosamente sus necesidades y adaptaré un plan de material y completaré las soluciones de moldeo de inserción para usted dentro de 1-3 días hábiles.

Asegúrese de que su proyecto tenga una dirección clara desde el principio para evitar riesgos posteriores. ¡Hablemos ahora y déjanos ayudarlo a conseguir su proyecto sin problemas!

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